Для того же пластикового листа, физические свойства «черного» листа хуже, чем у «натурального» листа?

При выборе пластика можно заметить интересное явление: натуральные (NC) или прозрачные образцы одной и той же марки часто имеют немного лучшие физические свойства (особенно ударную вязкость и удлинение), чем черные (BK) или образцы темного цвета.

Действительно ли цвет меняет «качество» материала? Ответ: да.

Это связано с множеством научных причин, включая добавки технического углерода, совместимость и термическую историю обработки.

Clear Transparent Polycarbonate PC plates

AHD Голубой лист из поликарбоната с защитной пленкой

Причина, по которой пластик выглядит черным, почти полностью связана с добавлением технического углерода.

Микроскопическая перспектива: Технический углерод представляет собой чрезвычайно мелкий порошок. В матрице пластика эти крошечные частицы технического углерода по сути являются «неорганическими наполнителями», или их можно считать «примесями».

Концентрация напряжения. Когда пластик подвергается растяжению или удару, в идеале молекулярные цепи плавно передают силу. Однако присутствие частиц технического углерода нарушает эту непрерывность. На краях каждой крошечной частицы технического углерода образуются точки концентрации напряжений. Это все равно, что проделать множество невидимых дырок в гладком листе бумаги; порвать его, естественно, легче, чем порвать целый лист бумаги.

Дефекты совместимости и интерфейса

Пластиковые молекулярные цепочки и частицы технического углерода — это два совершенно разных вещества.

Межфазное соединение: Если прочность связи между техническим углеродом и пластиковой матрицей недостаточна, между ними образуются крошечные зазоры (межфазные дефекты).

Точки зарождения трещин. При ударе трещины легче всего возникают и быстро распространяются из этих межфазных зазоров. Поэтому ударная вязкость черных материалов с надрезом часто примерно на 5–15 % ниже, чем у неокрашенных материалов.

Черный лист ПК AHD

Термическая история и риски деградации

Чтобы обеспечить равномерное распределение технического углерода, черные пластмассы обычно требуют дополнительных этапов производства.

Использование маточной смеси: производители обычно сначала создают «черную маточную смесь», а затем смешивают ее с частицами натурального цвета. Это означает, что часть черного материала подвергается вторичной обработке.

Тепловое повреждение: пластмассы очень чувствительны к высоким температурам. Каждый дополнительный процесс высокотемпературного плавления вызывает некоторую степень сдвига и деградации молекулярных цепей. Более короткие молекулярные цепи естественным образом снижают прочность и прочность материала.

Лист полиоксиметилена AHD (лист POM)

Не все черное «слабое»

Хотя черный цвет часто считается немного худшим по характеристикам, в некоторых аспектах он даже «улучшен»:

1. Устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Технический углерод является отличным поглотителем ультрафиолетового излучения. Пластмассы натуральных цветов быстро становятся хрупкими под солнечным светом (фотостарение), в то время как черные пластмассы выигрывают от защиты внутренней структуры углеродной сажей, что приводит к увеличению срока службы на открытом воздухе.

2. Антистатические свойства. Высокое содержание технического углерода может придавать материалу определенную степень электропроводности или антистатические свойства.

Лист AHD ESD POM

«Скрытые правила цвета» в выборе

В сценариях точного проектирования или высокой производительности игнорирование «отклонений производительности, вызванных цветом», может привести к серьезным проблемам с качеством. Никогда не применяйте таблицы свойств материалов естественного цвета непосредственно для создания черных деталей.

Допуск на производительность: если ваше изделие должно быть черного цвета и расположено в зоне критической нагрузки, рекомендуется оставить небольшой запас прочности в расчете прочности.

На основе фактических измерений: постарайтесь найти данные о свойствах материала, относящиеся к цвету, а не общие данные о классе.

February 06, 2026